JPH021601A - Plate type microwave antenna for doppler radar and etc - Google Patents

Plate type microwave antenna for doppler radar and etc

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JPH021601A
JPH021601A JP63226312A JP22631288A JPH021601A JP H021601 A JPH021601 A JP H021601A JP 63226312 A JP63226312 A JP 63226312A JP 22631288 A JP22631288 A JP 22631288A JP H021601 A JPH021601 A JP H021601A
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JP
Japan
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antenna
projectiles
sub
center
antenna according
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Pending
Application number
JP63226312A
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Japanese (ja)
Inventor
Phillipe Dupuis
フィリップ　デュピュイ
Jean-Pierre Louis Daniel
ジャン−ピエール　ルイ　マリー　ダニエル
Jean-Luc Alanic
ジャン−リュ　アラニック
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Centre Regional Innov Transfert De Technol En Electron & Commun Bretagne Assoc Roi 1901 Critt
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre Regional Innov Transfert De Technol En Electron & Commun Bretagne Assoc Roi 1901 Critt
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/004—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing two or four symmetrical beams for Janus application

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Abstract

PURPOSE: To improve the accuracy of a JANUS type doppler rader by constituting its printed antenna of plural identical parallel symmetrical line type subnetworks. CONSTITUTION: A plate type microwave pinted antenna to be used for a JANUS type doppler rader is constituted so that the symmetrical centers (b7 to b1 , b'1 to b'7 ) of plural identical parallel symmetrical line type subnetworks (a7 to a1 , a'1 to a'7 ) are linearly arranged on a line C vertical to the orthogonal direction of the subnetworks (a7 to a1 , a'1 to a'7 ) and in-phase power is supplied to the symmetrical centers (b7 to b1 , b'1 to b'7 ). Respective subnetworks (a7 to a1 , a'1 to a'7 ) are constituted of plural beam radiators (e7 to e1 , e'1 to e'7 ) arranged at equal intervals. The beam radiation fields of adjacent beam radiators are mutually separated only by 180 deg. and the pitch of subnetworks is equal to the waveguide length of a substrate for a printed circuit on which the beam radiators are printed and allowed to correspond to the application frequency of the antenna.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、板形マイクロ波アンチノーに関し、より具
体的にはトラクタなどの自動車の実前進速度を測定する
ドツプラ　レーダ　アンテナに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a plate-shaped microwave anti-noise, and more specifically to a Doppler radar antenna for measuring the actual forward speed of a vehicle such as a tractor.

地面を基準として農ｍ用トラクタ実前進速度を測定する
ことにはいくつかのメリットがある。１つあるいは複数
の車輪の回転数を基準にして農耕用トラクタの前進速度
を測定すると大きな誤差を生じる。すむわら、農耕用ト
ラクタの車輪は、地盤、荷重、実行すべき仕事などの条
件にしたがってスリップする可能性があり、２５％とい
うスリップ率も確認されている。燃料消費料などの運転
条件を最適化するための１つの方法どしてスリップ率を
たとえば約１０％に抑える。スリップ間は実移動速度と
少なくとも１つの車輪の回転数とを比較することによっ
てしか求めることができない。また、トラクタの実移動
速度を基準にして種、肥料。There are several advantages to measuring the actual forward speed of an agricultural tractor using the ground as a reference. Measuring the forward speed of an agricultural tractor based on the rotational speed of one or more wheels results in large errors. However, the wheels of agricultural tractors can slip depending on conditions such as the ground, the load, and the work to be performed, and slip rates as high as 25% have been observed. One way to optimize operating conditions such as fuel consumption is to keep the slip ratio to about 10%, for example. The slip distance can only be determined by comparing the actual travel speed and the rotational speed of at least one wheel. Also, seeds and fertilizers are based on the actual moving speed of the tractor.

除草剤などの物質の投与器を制御し、単位面積当りのこ
れらの物質の正確な散布けを求めたい場合もある。また
、トラクタの移動距離を測定することによって耕作面積
を求めたい場合もある。実移動速度を測定し、積分すれ
ば正確なＭ１作面積を求めることができる。It may also be desirable to control the dosing devices of substances such as herbicides and to determine the precise rate of application of these substances per unit area. There are also cases where it is desired to determine the cultivated area by measuring the distance traveled by the tractor. By measuring the actual moving speed and integrating it, an accurate M1 working area can be determined.

このタイプのドツプラ　レーダは、列車の速度測定、建
設機器の速度測定、さらには自動車の速度測定になどに
も適用できる。This type of Doppler radar can be used to measure train speeds, construction equipment speeds, and even automobile speeds.

自動車の実速度を車載測定器によって測定する方法とし
て、ドツプラ　レーダを用い、その発ｑ４ビームを地面
で反射させて測定する方法が既知である。自動車の実速
度を測定するドツプラ　レーダはマイクロ波式または超
音波式とすることができる。フランス特許Ｆ　Ｒ−Ａ２
５５４５９９には超音波式測定器が開示されているが、
同測定器は精度に乏しいように思われる。それ数本発明
においてはマイクロ波ドツプラ　レーダを用いる。マイ
クロ波ドツプラ　レーダの現在の技術水準は次の諸特許
によって知ることができる：ＵＳ−Ａ４３５４１４９、
Ｕ　Ｓ　−Ａ　−４３１６７１３、ＵＳ−Ａ−４５２７
１６０、Ｕ　Ｓ　−Ａ　−３９９７９００、ＵＳ−Ａ４
５１７５６６、Ｕ　Ｋ　−Ａ　−２０７６６１０、ＥＰ
−Ａ０１２３８７０、　ＩＪ　Ｋ　−Ａ　−２１２０８
５９、ＵＫ−Ａ−２１７２４６２、ＥＰ−△−００９５
３００゜上に引用した特許の中最初の７つの特許はホー
ン　アンテナ付きドツプラ　レーダに関するものであり
、その次の２つは印刷アンテナ（−１きレーダに関する
ものであり、最後の特許はＪａｎｕｓ法を用いたレーダ
に関Ｊるものである。As a method of measuring the actual speed of a vehicle using an on-vehicle measuring device, a method is known in which a Doppler radar is used and its emitted q4 beam is reflected on the ground. The Doppler radar that measures the actual speed of the vehicle can be microwave or ultrasonic. French patent F R-A2
No. 554,599 discloses an ultrasonic measuring device,
The measuring device appears to have poor accuracy. In the present invention, a microwave Doppler radar is used. The current state of the art in microwave Doppler radar can be seen from the following patents: US-A4354149;
US-A-4316713, US-A-4527
160, US-A-3997900, US-A4
517566, UK-A-2076610, EP
-A0123870, IJK-A-21208
59, UK-A-2172462, EP-△-0095
300° The first seven patents cited above are for Doppler radar with a horn antenna, the next two are for a printed antenna (-1) radar, and the last patent is for a Janus method. This is related to the radar used.

ホーン　アンテナ付きレーダには次のような動点がある
：占イ１スペースが人さ−い；自動中の下側に突出させ
、前方あるいは後方に向って約３５１α傾斜したビーム
を発（トＩＪるように傾斜さける（ＵＫＡ−２０７６６
１０，ＥＰ−Ａ−０１２３８７０の添附間参照）；モの
ため脆弱であり、据（＝ｌ　【Ｊ台の傾斜の変化によっ
て影響を受ける。A radar with a horn antenna has the following moving points: 1 space is where the person is; Avoid tilting so that it tilts (UKA-20766
10, see appendix of EP-A-0123870); it is vulnerable due to the mo and is affected by changes in the slope of the J platform.

ｔＪ　Ｋ　−Ａ　−２１２０８５９、ＵＫ−Δ−２１７
２４６２には、ｉ載印刷アンテナ付ぎレーダが開示され
ている。tJK-A-2120859, UK-Δ-217
No. 2462 discloses a radar with an i-mounted printed antenna.

印刷アンテナは、「ガンマ」型ビームを発し、発射する
ビーｌ＼と同じだ（〕の数のアクヒス点があり、給電点
が逐次的に付勢され、それに応じてビームも逐次的に発
生する。給電点の切替えが厄介である。まｌこ、自動中
レーダの場合は４本あるいは６本のビーｌいを発生ずる
ことは無用である。The printed antenna emits and fires a "gamma" type beam.There are the same number of Akhis points as there are (), and the feed points are energized sequentially, and the beams are generated sequentially accordingly. .Switching the feed point is troublesome.In the case of an automatic medium radar, it is unnecessary to generate four or six beams.

Ｅ　Ｐ−Ａ　−００９５３００には、航空機用ドツプラ
自動位置測定器として常用されているＪａｎｕｓ方式を
用いた自動小川レーダが開示されている。前方に向うビ
ームと後方に向うビームを各々別々のアンテナで発射す
る。EPA-0095300 discloses an automatic Ogawa radar using the Janus method, which is commonly used as an automatic Doppler position measuring device for aircraft. The forward and backward beams are emitted by separate antennas.

本発明は、アクセスが１つである１つの印刷アンテナを
備えているＪａｎｕｓ型ドツプラ　レーダを提供するこ
とである。The present invention is to provide a Janus-type Doppler radar with one printed antenna with one access.

本発明のドツプラ　レーダの１つの特徴としては、印刷
アンテプが複数の同−平（ｊ対称線形リブネットワーク
で構成されており、該サブネットワークの対称中心が該
リブネットワークの縦方向に対しＣ垂直なね上に一直線
に並んでおり、該λ・ｊ称中心に同相給電され、各１ノ
ブネツトワークが等間隔の偶数個のビーム元口１体で構
成されており、隣合っているビーム発射体のビーム発射
場が１８０度だけ隔たっており、リブネッ１−ワークの
ピップが、ビーム発射体を印刷した印刷回路のＵ板にお
ける尋波長に等しく、アンテナの使用周波数に対応して
いる。One feature of the Doppler radar of the present invention is that the printed antenna is composed of a plurality of homoplanar (j-symmetric linear rib networks), and the center of symmetry of the sub-network is perpendicular to the longitudinal direction of the rib network. They are lined up in a straight line on the top, and are fed in-phase to the λ/j center, and each one-knob network consists of an even number of evenly spaced beam apertures, and adjacent beam projectors The beam launch fields are separated by 180 degrees, and the pips of the rib network are equal to the wavelength of the U-board of the printed circuit on which the beam launcher is printed, and correspond to the operating frequency of the antenna.

本発明のドツプラ　レーダの別の特徴としては、各ザブ
ネットワークのビーム発射体の給電を加重平均（ｐＯｎ
ｄｏｒａｔ　１ｏｎ）　Ｌｌで二次ローブ（５ｅｃｏｎ
ｄａｒｙｌｏｂｅ）を低減する。Another feature of the Doppler radar of the present invention is that the power supply of the beam projectile of each subnetwork is calculated using a weighted average (pOn).
dorat 1on) Secondary lobe at Ll (5econ
darylobe).

本発明のドツプラ　レーダのまた別の特徴としては、１
ノブネツトワークの数が１つの１ノブネツトワーク内の
ビーム発Ｑ＝１体の数に等しいかまたは等しくなく、１
つの主印刷給電線が一ナブネッ１〜ワークの対称中心に
１列給電する。Other features of the Doppler radar of the present invention include:
The number of knob networks is equal to or not equal to the number of beams Q=1 in one knob network, and 1
Two main printing power supply lines feed power in one row from one knob to the center of symmetry of the workpiece.

本発明のまた別の特徴としては、ビーム発！８４４が、
サブネットワークの対称中心にａ３いて給電される副給
電線の左右に交万に配ＬＩＴされているｐａｒｃｈであ
る。Another feature of the present invention is the beam emission! 844 is
This is a parch that is placed at the center of symmetry of the sub-network at a3, and is arranged on the left and right of the sub-feed line that supplies power.

本発明のドツプラ　レーダのまた別の５ｒ３徴としては
、各ビーム発介１体が、正り形導電面であり、その１辺
が府波長の１／２に等しく、その１隅がＫ１１ｌ給電線
に電気的に接続されており、この電気接触点を通る該正
方形の対角線がサブネットワークの縦方向に対して垂直
である。Another 5R triad of the Doppler radar of the present invention is that each beam source is a regular conductive surface, one side of which is equal to 1/2 of the wavelength, and one corner of which is connected to the K11L feeder. , and the diagonal of the square passing through this electrical contact point is perpendicular to the longitudinal direction of the subnetwork.

本発明のドツプラ　レーダのまた別の￥１徴どしては、
サブネットワークの対称中心の給電し加重平均する。Another feature of the Dotsupura radar of the present invention is as follows:
The power is fed to the center of symmetry of the subnetwork and the weighted average is calculated.

本発明のドツプラ　レーダのまた別の特徴としては、主
給電線の加重平均が副路電線の加重平均と同じであるか
または同じでない。Another feature of the Doppler radar of the present invention is that the weighted average of the main feeder may or may not be the same as the weighted average of the secondary feeder.

本発明のドツプラ　レーダのまた別の特徴としては、加
重平均を四分の一波良変成器で行う。Another feature of the Doppler radar of the present invention is that the weighted averaging is performed using a quarter wave transformer.

本発明のドツプラ　レーダの前記以外の特徴は、添１１
ｔ、１図を参照しながら以下に展開するところの本発明
の１つの実ｔＭ態様の詳述を通して明らかにされる。Features of the Doppler radar of the present invention other than those described above are listed in Appendix 11.
t, 1 through a detailed description of one practical tM aspect of the invention, which is developed below with reference to FIG.

第１図のアンテナは、１４列のビーム発射体（ａｌ）、
（ａ６）、（ａ５）、（ａ４）、（ａ３）、（ａ２）、
（ａｌ）、（ａ”１）、（ａ’　２）、（ａ’　３）、
（ａ’　４）、（ａ’　５）、（Ｆｌ’６）、（ａ’　
７）で構成されている。ビーム発射体列（ａｌ）〜（ａ
’　７）は同一で、平行である；ビーム発射体列（ａｌ
）〜（ａ’　７）はビーム発射体列の方向に対して垂直
テする線＜ｃ＞に沿って一直線に並んでいる中心（ｂ７
）〜（１）’７）を挟んで対称になっている。The antenna in Figure 1 consists of 14 rows of beam projectiles (al),
(a6), (a5), (a4), (a3), (a2),
(al), (a”1), (a' 2), (a' 3),
(a' 4), (a' 5), (Fl'6), (a'
7). Beam projectile array (al) ~ (a
'7) are identical and parallel; the beam projectile array (al
) to (a' 7) are the centers (b7) aligned in a straight line along the line <c> perpendicular to the direction of the beam projectile array.
) to (1)'7) are symmetrical.

中心（ｂ７）、（ｂ６）、（ｂ５）、（ｂ４）、（ｂ３
）、　（ｂ２）、　（ｂｌ）、　（ｂ’１）　　、（ｂ
’　　２）　　、　（ｂ″　３）、　（ｂ’　　４）　
　、（ｂ’　５）、（ｂ’　６）、（ｂ’　７）は等間
隔であり、点（ｄ）を中心にして対称に４に７でいる。Center (b7), (b6), (b5), (b4), (b3
), (b2), (bl), (b'1), (b
' 2), (b'' 3), (b' 4)
, (b' 5), (b' 6), and (b' 7) are equally spaced, and are symmetrically arranged at 4 and 7 with respect to point (d).

第２図に示すビーム発射体列（ａｌ）は１４のビーム発
）１体（ｃ７）、（ｃ６）、（ｅ　５　）　、。The beam projectile array (al) shown in FIG. 2 consists of 14 beam projectiles (c7), (c6), (e 5 ), and one projectile (c7), (c6), (e 5 ), and so on.

（ｃ４）、（ｃ３）、（ｃ２）、（ｅｌ）、（ｅ’ｌ）
、（ｅ’　２）、（ｅ’　３）、（ｇ’４）　　、　　
（ｃ’　　５）　　、　　（ｅ’　　６）　　、　　（
ｅ’７）ｒ：構成されでいる。各ビーム発射体（ｅ）（
第、′３図に拡大図を承り）は導電正方膨面であり、そ
の一方の対角線（、ｆ）は、ビーム発射体列の方向に向
いでＪ３す、他方の対角線（ｇ）は、線（ｃ）の方向に
向いでいる。各ＩＦ方形ビーム発射体にＪ３いて、対角
線（ａ）によって結ばれている２つの頂点（ｉ）、（ｊ
）の中の一方の頂点（ｉ）が線（ｈ　）　ｌに位置して
いる。各ビーム発）１体（ｃ７）、（ｃ５）、（ｃ３）
（ｅｌ）、（ｅ’　２＞、（ｅ’４．）、（ｃ’　６）
において対角線（ｇ）の他方の頂点（ｊ＞は、ＦＡ（ｈ
）の−方の側にあり、これに対してビーム発射体（ｃ６
）、（ｃ４）、（ｃ２）、（ｅ’１）、（ｅ’　３）、
（ｅ’　５）、（ｅ’　７）の頂点（ｊ＞は線（ｈ）の
他方の側にある。ビーム発射体（ｃ７）〜（１−３’　
７）の■！′１点（１７）〜（ｉ’　７）は等間隔であ
り、対応ビーム発射体列の中心（ｂｌ）〜（ｂ’　７）
を挟んで対称になっている。(c4), (c3), (c2), (el), (e'l)
, (e' 2), (e' 3), (g' 4),
(c' 5), (e' 6), (
e'7) r: Configured. Each beam projectile (e) (
(see enlarged view in Fig. '3) is a conductive square bulge, one diagonal (, f) of which faces in the direction of the beam projectile array, and the other diagonal (g) of which is a line It is facing the direction of (c). Each IF square beam projectile has two vertices (i), (j
) is located on the line (h ) l. Each beam) 1 body (c7), (c5), (c3)
(el), (e'2>,(e'4.),(c' 6)
, the other vertex (j> of the diagonal (g) is FA(h
) on the - side of the beam projectile (c6
), (c4), (c2), (e'1), (e' 3),
The vertices (j> of (e' 5), (e' 7) are on the other side of the line (h). The beam projectiles (c7) ~ (1-3'
7)■! '1 points (17) to (i' 7) are equally spaced, and the centers of the corresponding beam projectile rows (bl) to (b' 7)
It is symmetrical across the two sides.

第２図を参照して、ビーム発射体列（ａｌ）のビーム発
射体（ｃ７）〜（（！１）は中心（ｂｌ）を挟んｒビー
ム発射体（ｅ’１）〜（ｅ’　７）ど対称である。各ビ
ーム発射体列（ａ　７　）（ａ’　７＞は１つ上の列を
平行移動するだけで（Ｈられ点（ｄ）を中心にして対称
になっていない。Referring to Fig. 2, beam projectiles (c7) to ((!1) are r beam projectiles (e'1) to (e' 7) on both sides of the center (bl) of the beam projectile array (al). Each beam projectile row (a 7 ) (a′ 7>) is not symmetrical about the point (d) by simply translating the row one above.

中心（ｂｌ）・〜（ｂ’　７）は１木の給電線（ｃ）に
よって接続されてＪ３す、給電８２　（ｃ）は中心点（
ｄ　）において給電される（第４図参照）。The center (bl) ~ (b' 7) is connected by a single tree feeder line (c) to J3, and the feeder 82 (c) is connected to the center point (
d) (see Figure 4).

各ビーム発射体列においＣ１点（１）は一方の給電線（
ｈ）によって接続されており、給電線（ｈ）は、線（ｃ
）に接続されている点くｂｌ）から給電されろく第２図
参照）。In each beam projectile array, point C1 (1) is connected to one feeder line (
The feed line (h) is connected by the line (c
(see Figure 2).

中心（ｂｌ）〜（ｂ’　７）の間隔ならびに頂点（１７
）〜（ｉ’　７）の間隔は下に定義するところの波長λ
Ｑに等しい。The distance between the center (bl) and (b' 7) and the vertex (17
) to (i' 7) is the wavelength λ defined below.
Equal to Q.

ビーム発射角がθである等間隔アンテナ線形シスデムに
おいては、各アンチ太に、１つ前のアンチ犬に対してΔ
φだけ位相がずれて給電される：Δφ−２πユｓｉｎθ λＯ λ。は真空中の波長。In a uniformly spaced antenna linear system with a beam launch angle of θ, each anti-thickness has Δ relative to the previous anti-dog.
Power is supplied out of phase by φ: Δφ−2π sinθ λO λ. is the wavelength in vacuum.

本発明のアンテナのビーム発射体間隔は、アンｊすの基
板における導波長λ０に等しい。したがって常用テフロ
ン　ガラス（ｖｅｒｒｅ　ｔｅｆｌｏｎ）基板の場合は
λＱ＝０，７５λ０である。また、各ビーム発射体列に
おいて１つのビーム発（ト）体と次のビーム発射体との
間で方向が交番することによっでΔ０＝１８０度の位相
ずれを生じる： ｓｉｎ　Ｏ＝１／２　／　’　、’ λ。　　３ すなわちθ＝４１８度 先ｊホのとおり、各ビーム発射体列（たとえば（ａｌ）
）は、中心（ｂ）を挟んで対称である２つのビーム発射
体群で構成されている（第１図参照）。それ故方向図は
線（ｃ）に沿ってネットワークに対して垂直な面を挟ん
で対称であり、２つの主ローブの一方の傾斜角は＋４１
．８度であり、他方の傾斜角は−４１，８度である。The beam projectile spacing of the antenna of the invention is equal to the guiding wavelength λ0 in the substrate of the antenna. Therefore, in the case of a common Teflon glass (verre Teflon) substrate, λQ=0.75λ0. Also, in each row of beam projectiles, the alternation of directions between one beam projectile and the next causes a phase shift of Δ0=180 degrees: sin O=1/2 / ' , ' λ. 3 That is, θ = 418 degrees, as shown in j ho, each beam projectile array (for example (al)
) consists of two groups of beam projectiles that are symmetrical with respect to the center (b) (see Figure 1). The direction diagram is therefore symmetrical about the plane perpendicular to the network along line (c), and the inclination angle of one of the two main lobes is +41
．． 8 degrees, and the other angle of inclination is -41.8 degrees.

同アンテナの副ローブは、各ビーム発射体列において、
ビーム発射体の点（ｉ）に印加される励起信号の振幅を
加重平均することによって１ｑられる。１辺が（λａ／
２−誘電体の厚み）に等しい正方形ビーム発射体の加重
平均係数 （ｃｏｃＨｉｃｉｅｎｔ　ｄｅ　ｐｏｎｄｅｒａｔｉｏ
ｎ）を次表に示り：表 ビーム発％１体　　　　　振 ａ７　　　　　　　０ ａＧ　　　　　　　　Ｏ ａ５　　　　　　　０ ａ４　　　　　　　０ ａ３　　　　　　　０ 幅 １１６２　　　　　　　　　　０’ ４６１７　　　　　　　　　　０’ ６８７０　　　　　　　　１８０” ａ　　２　　　　　　　　　０．８８４４　　　　　　
　　０゜ａ　　１　　　　　　　　　　１　　　　　　
　　　　１８０’ａ’１　　　　　　　　　１　　　　
　　　　　　　０”ａ’　　２　　　　　　　　０．８
８４４　　　　　　　１８０’ａ’　　３　　　　　　
　　０．６８７０　　　　　　　　０＠ａ’　　４　　
　　　　　　０．４６１７　　　　　　　１８０’ａ’
　　５　　　　　　　　０２６０９　　　　　　　　　
０”ａ’　　６　　　　　　　　０１１６２　　　　　
　　　１８０’ａ’　　７　　　　　　　　００！１１
７　　　　　　　　　０＠第１図のアンテナの、−例と
して第２図のビーム発射体列にお゛いてこの加重平均係
数を確保すべく、給電線（ｈ）に沿って各ビーム発射体
（ｃ７）、（ｃ６）、（ｃ５）、（ｃ４）、（ｃ３）、
（ｃ２）、（ｅｌ）、（ｅ’１）、（ｅ’　２）、（ｅ
’　３）、（ｅ’４）、（ｅ’　５）、（ｅ’　６）、
（ｅ’　７）の上手に各々四分の一波長変成器（ｔ７）
、（ｔ６）、（ｔ　５）　、　（ｔ　４　）　、　（し
　３）　、　（ｔ　２　）　、（ｔｌ）、（ｔ’１）、
（ｔ’　２）、（ｔ’　３）、（ｔ’　　４）、（ｔ’
　　５）、（ｔ’　　６）、（ｔ’　　７）を設ける。The side lobes of the same antenna are
1q by weighted averaging of the amplitudes of the excitation signals applied to point (i) of the beam projectile. One side is (λa/
2 - the weighted average coefficient of the square beam projectile (cocHicient de ponderatio) equal to
n) is shown in the following table: Front beam emission% 1 body Shake a7 0 aG O a5 0 a4 0 a3 0 Width 1162 0' 4617 0' 6870 180" a 2 0.8844
0゜a 1 1
180'a'1 1
0"a' 2 0.8
844 180'a' 3
0.6870 0@a' 4
0.4617 180'a'
5 02609
0"a' 6 01162
180'a' 7 00!11
In order to ensure this weighted average factor in the antenna of Fig. 1 - for example in the beam projectile array of Fig. 2, each beam projectile (c7), along the feed line (h), (c6), (c5), (c4), (c3),
(c2), (el), (e'1), (e' 2), (e
' 3), (e' 4), (e' 5), (e' 6),
(e' 7) each quarter wavelength transformer (t7)
, (t6), (t5), (t4), (shi3), (t2), (tl), (t'1),
(t' 2), (t' 3), (t' 4), (t'
5), (t' 6), and (t' 7) are provided.

この四分の一波長変成器は、下記の文献に紹介されてい
る計ｐ式で求めることがきる量だけ給電線の幅を大きく
することによって作ることができるニ ーＴ、Ｃ，エドワーズ（Ｔ、Ｃ，Ｅｄｗａｒｄｓ　）　
　［ｖイクロストリップ回路設計の基礎Ｊ　「Ｆｏｕｎ
ｄａｔｉｏｎｆｏｒ　Ｈｉｃｒｏｓｔｒｉｐ　Ｃ１ｒｃ
ｕｉｔ　Ｄｅｓｉｇｎ　）　、ジョン　Ｗ。This quarter-wavelength transformer can be made by increasing the width of the feed line by an amount that can be determined by the total p equation introduced in the following literature. C. Edwards)
[v Fundamentals of Microstrip Circuit Design J “Foun
dation for Hicrostrip C1rc
uit Design), John W.

ライリー　アンド　ソンネＬ　（Ｊｏｈｎ　Ｗ、　Ｒ１
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ナ」（Ｈｉｃｒｏｓｔｒｉｐ　Ａｎｔｅｎｎａ）　、ア
ーチツク　ハウス（＾ｒｔｅｃｈ　Ｈｏｕｓｅ）刊、１
９８０年−Ｊ、Ｒ，ジｘ−ムズ（Ｊ、Ｒ，Ｊａｍｅｓ　
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PBhartia) co-author, “Microstrip Antenna”, published by Architech House, 1
980 - J, R, James
), P, S.

ボール（Ｐ、Ｓ、１Ｉａｌｌ）　、Ｃ，ウッド共著［マ
イクロストリップアンテナの理論と設計Ｊ　　（Ｈｉｃ
ｒｏｓｔｒ＋ｐＡｎｔｅｎｎａ　−Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎ
ｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）　、ベータ　ペレグリヌス社（Ｐｅ
ｔｅｒ　Ｐｅｒｅｇｒｉｍｕｓ　Ｌｔｄ）刊、１９８１
年ビーム発射体列の中心に給電する線（ｃ）に冶っても
やはり前記と同じ加重平均係数を確保する四分の一変成
器を設ける；前記の表において（ａｌ）を（ｂｌ）とし
、（ａ２）を（ｂ２）とし・・・（ａ’　７）を（ｂ’
　７）とするだけでよい。Co-authored by Ball (P, S, 1Iall) and C. Wood [Microstrip Antenna Theory and Design J (Hic
rostr+pAntenna-Theory an
d Design), Beta Peregrinus (Pe
ter Peregrimus Ltd), 1981
The line (c) feeding the center of the array of beam projectiles is also provided with a quarter transformer which ensures the same weighted average coefficient as above; in the table above, (al) is replaced by (bl). , (a2) is (b2)... (a' 7) is (b'
7).

第２図を参照して、変成器（ｔｌ）、（Ｍ　２＞は線の
非対称拡幅によって作られており、他の変成器は対称拡
幅によって作られている。変成器の機能に関してはこの
ことは余り重要な意味を持たないが、ビーム発射体（ｅ
ｌ）、（ｅ’　２＞に非常に接近せざるを得ない変成器
（ｔｌ）、（ｔ’　１）については、ビーム発射体（ｅ
ｌ）、（ｅ’１）の形状を他のビーム発射体と同じにす
るために非対称拡幅とすることが望ましい。Referring to Figure 2, the transformer (tl), (M2>) is made by asymmetric widening of the line, and the other transformers are made by symmetric widening. does not have a very important meaning, but the beam projectile (e
For the transformer (tl), (t' 1) which has to come very close to the beam projectile (e'
In order to make the shapes of (l) and (e'1) the same as other beam projectors, it is desirable to widen them asymmetrically.

第４図を参照して、アンテナの基板（１）は３つの層（
２）〜（４）で構成されている。層（２）〜（４）の素
材は一例として、アンテナの使用周波数（２４ＧＨ７）
に対する誘電率εγが約２．２であり、損失角の正接ｔ
ｇδが１０−３であるポリプロピレンとする。ＦＡ（２
）〜（４）の厚みは好ましくは０．４〜０，８Ｍとする
。層（３）は、アルミなどの金属良導体とし、厚みは好
ましくは２〜４ＩＩｕＲとする。ビーム発射体、給電線
（ｄ）、（ｈ）ならびに四分゛の一波長変成器は層（２
）に印刷した印刷回路とする。線（ｃ）の点（ｄ）は、
層（２）〜（４）を貫通している導線（５）によって層
（４）の下面に接続されている。層（３）に穿設されて
いる導線貫通穴は、導線（５）を絶縁できるだけの直径
を有している。層（４）の下において導線（５）は印刷
導線（６）に接続されており、印刷導線（６）はドツプ
ラ送発信器（７）に接続されている。Referring to Figure 4, the antenna substrate (1) has three layers (
It consists of 2) to (4). As an example, the materials for layers (2) to (4) are based on the frequency used by the antenna (24GH7).
The dielectric constant εγ is about 2.2, and the tangent of the loss angle t
It is assumed that the polypropylene has a gδ of 10 −3. FA(2
) to (4) preferably have a thickness of 0.4 to 0.8M. Layer (3) is made of a metal with good conductivity such as aluminum, and preferably has a thickness of 2 to 4 IIuR. The beam projectile, the feed lines (d), (h) and the quarter-wavelength transformer are arranged in layers (2
) as a printed circuit. Point (d) of line (c) is
It is connected to the underside of layer (4) by a conductor (5) passing through layers (2)-(4). The conductor through hole drilled in the layer (3) has a diameter sufficient to insulate the conductor (5). Below the layer (4) the conductor (5) is connected to a printed conductor (6), which is connected to a Doppler transmitter (7).

ドツプラ送発信器の構成要素として、たとえばＧＵＮＮ
ダイオードをベースとするマイクロ波発振器と、単一ダ
イオード混合器があり、仝休が線（６）と同様に層（４
）に印刷されている。別法として、混合回路は、２本の
ビームから発する信号を分離し、方向弁別を行う２つの
ダイオードで構成することもできる。As a component of a Doppler transmitter, for example, GUNN
There are diode-based microwave oscillators and single diode mixers, where the rest is connected to the layer (4) as well as the line (6).
) is printed on. Alternatively, the mixing circuit may consist of two diodes that separate the signals emanating from the two beams and provide direction discrimination.

２３．５〜２４．５　　Ｇ　ＨＺのいろいろな周波数に
ついてＳｎ＋ｉｔｈ線図（第５図）をプロットした。本
アンテナは、２４．ｉ　　ＧＨ２の使用周波数（Ｐｌ）
にぴったりであることが分る。（Ｐ２）は２３．８Ｇ　
ｌ−１ｚ　１（Ｐ　３　）は２４．４　　ＧＨ２である
。同線図から、２４．Ｉ　　Ｇ）（Ｚを中心とする定常
波比が良好であることが分る。この周波数で第１図はア
ンテナをスケール（１）で示しである。Sn+ith diagrams (Fig. 5) were plotted for various frequencies from 23.5 to 24.5 GHz. This antenna is 24. i GH2 usage frequency (Pl)
It turns out to be a perfect fit. (P2) is 23.8G
l-1z 1 (P 3 ) is 24.4 GH2. From the same line diagram, 24. It can be seen that the standing wave ratio centered at IG) (Z is good. At this frequency, FIG. 1 shows the antenna on a scale (1).

２４１　０Ｈ２の周波数についてブ【コツｌ−した第６
図の方向図は、口・−ブの幅が１０度以下であることを
示し−Ｃいる。同じ＜、２４．Ｉ　　Ｇ）−１ｚの周波
数についてプロットした第７図の方向図は１．３　（ｊ
Ｂ　”（”の幅が約２０度である２つの位相ヂれ［コー
プ（−４０度、＋４１度）を示している。二次ローブは
３０渕以下であり、このことは非常に興味深い。241 About the frequency of 0H2
The directional diagram in the figure shows that the width of the opening is 10 degrees or less. Same <, 24. The direction diagram in Figure 7 plotted for the frequency of I G)-1z is 1.3 (j
B"(" shows two phase shifts [coops (-40 degrees, +41 degrees)) with a width of about 20 degrees.The secondary lobe is less than 30 edges, which is very interesting.

上に紹介した実施例においては、各ビーム発射体は正方
膨面である（第３図参照）。ビーム発射体は、正方形と
するのが理想的であるが、必ずそうづる必要はなく、線
（ｃ）に平行な方向を中心にして対称であるならば円形
、三角形、五角形その他の任愈の形とすることができる
。In the embodiment introduced above, each beam projectile is a square dilated surface (see FIG. 3). Ideally, the beam projectile is square, but it does not have to be so; it may be circular, triangular, pentagonal, or any other shape as long as it is symmetrical about the direction parallel to line (c). It can be a shape.

要素アンテナの頂点が給電線に接続されている正方形、
三角形あるいは五角形のアンテナは給電条件の再現性が
良好である。a square, in which the vertices of the element antenna are connected to the feed line,
Triangular or pentagonal antennas have good reproducibility of feeding conditions.

円形アンテナは、円形分極（ｐｏＩａｒｉｓａｔｉｏｎ
ｃｉｒｃｕｌａｉｒｃ）とすることができるが、給電再
環性を確保するためには非常に高い製作精成を要求され
る。五角形アンテナには前記のいろいろなメリットが集
約されている。A circular antenna has circular polarization.
However, very high manufacturing sophistication is required to ensure power recirculation performance. The pentagonal antenna combines the various advantages mentioned above.

上に紹介した実施例においてはビーム発射体列の数が、
１つの列のビーム発射体の数に等しいが、必ずぞうフる
必要はない。ビーム発射体列の数の１つの列のビーム発
射体の数とが等しくない場合は、線（ｃ）の加重平均と
各ビーム発射体列の加重平均が同じでないことは当然で
ある。In the embodiment introduced above, the number of beam projectile arrays is
Equal to the number of beam projectiles in a row, but does not necessarily have to be equal to the number of beam projectiles in a row. If the number of beam projectile columns is not equal to the number of beam projectiles in one column, it is natural that the weighted average of line (c) and the weighted average of each beam projectile column are not the same.

第１図のアンテナの前にポリプロピレン製平面レドーム
を平行に置いて測定を行った結果、レドームによってア
ンテナの性能がほんのわずかしか劣化しないことが確認
した。Measurements were carried out with a polypropylene flat radome placed in parallel in front of the antenna shown in Figure 1, and it was confirmed that the radome only slightly degraded the performance of the antenna.

また、アンテナを使用周波数が２４．Ｉ　　Ｑｌ−１ｚ
の送信器と受信器に係合させ、レーダの精麿を調べた。Also, the frequency used for the antenna is 24. I Ql-1z
We engaged the transmitter and receiver of the radar and investigated the radar.

ベルト　コンベヤ付きシュミレータで測定を行った。ベ
ルト　コンペＡ７に対するアンテナの傾斜角度を変えな
がら測定を行い、本レーダのアンテナの傾斜角度の変化
に対する鋭敏性が単ビーム式レーダのそれに比べて著し
く低いことを確認しｌこ　。Measurements were performed on a simulator with a belt conveyor. We conducted measurements while changing the angle of inclination of the antenna with respect to belt competition A7, and confirmed that the sensitivity of this radar to changes in the angle of inclination of the antenna was significantly lower than that of a single beam radar.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明のアンテナの平面図である。 第２図は、第１図のアンテナの１つのビーム発Ｃ１４体
列の拡大平面図である。 第３図は、１つのビーム発射体の拡大図である。 第４図は、第１図のアンテナの１ｖ−ｉｖ矢視部分横断
面図である。 第５図は、第１図のインピーダンス変化を示ＪＳｍｉｔ
ｈ　　図である。 第６図は、第１図のアンテナの面［内にお（プる指向図
である。 第７図は、第１図のアンテリの面１」内における指向図
である。 部材名称 ビーム発射体列：ａ′１、ａ６、ａ５、ａ４、ａ３、ａ
２、ａ′１、ａ’　　′１、ａ’　　２、ａ’３、ａ’
４、ａ’　５、ａ’　（３、ａ’　　７　−ビーム発射
体列対称中心：ｂ′１、ｂ６、ｂ５、ｂ４、ｂ３、ｂ２
、ｂ′１、ｂ’　　１、ｂ’　　２、ｂ’３、ｂ’　　
４、ｂ’　５、ｂ’　６、ｂ’　７　−線二Ｃ−点：ｄ
ビーム発射体：ｅ′１、ｅ６、ｅ５、ｅ４、ｅ３、ｅ２
、ｅ′１、ｅ’　　ｉ　、ｅ’　　２、ｅ’３、ｅ’４
、ｅ　ｌ　５、ｅ’　５、ｅ’　７　一対角線：ｆｌｇ
−頂点：ｉ、ｊ　　−線：ｈ　−給電線：Ｃ−給電線：
ｈ　−アンテナ基板：１−層：２〜４導線＝５−印刷導
線二〇FIG. 1 is a plan view of the antenna of the present invention. FIG. 2 is an enlarged plan view of one beam-emitting C14 array of the antenna of FIG. 1. FIG. 3 is an enlarged view of one beam projectile. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the antenna of FIG. 1 taken along arrows 1v-iv. Figure 5 shows the impedance changes in Figure 1.
Fig. h. Fig. 6 is a directional diagram within the plane of the antenna in Fig. 1. Fig. 7 is a directional diagram in plane 1 of the antenna in Fig. 1. Part Name Beam Projectile Column: a'1, a6, a5, a4, a3, a
2, a'1, a''1,a' 2, a'3, a'
4, a' 5, a' (3, a' 7 - Beam projectile row symmetry center: b'1, b6, b5, b4, b3, b2
, b'1, b' 1, b' 2, b'3, b'
4, b' 5, b' 6, b' 7 - Line 2C - Point: d
Beam projectiles: e'1, e6, e5, e4, e3, e2
, e'1, e' i , e' 2, e'3, e'4
, e l 5, e' 5, e' 7 One diagonal: flg
- Vertex: i, j - Line: h - Feed line: C - Feed line:
h - Antenna board: 1 - Layer: 2 to 4 conductors = 5 - Printed conductors 20

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）複数の同一平行対称線形サブネットワーク（ａ７
、ａ６、・・・、ａ１、ａ′１、ａ′２、・・・、ａ′
７）で構成されている、Ｊａｎｕｓ型ドップラレーダ等
用板形マイクロ波アンテナにて、該サブネットワークの
対称中心（ｂ７、ｂ６、・・・、ｂ１、ｂ′１、ｂ′２
、・・・、ｂ′７）が該サブネットワークの縦方向に対
して垂直な線（ｃ）上に一直線に並んでおり、該対称中
心に同相給電され、各サブネットワークが等間隔の偶数
個のビーム発射体（ｅ７、ｅ６、・・・、ｅ１、ｅ′１
、ｅ′２、・・・、ｅ′７）で構成されており、隣合つ
ているビーム発射体のビーム発射場が１８０度だけ隔た
つており、サブネットワークのピッチが、ビーム発射体
を印刷した印刷回路の基板（２）における導波長に等し
く、アンテナの使用周波数に対応していることを特徴と
するアンテナ。(1) Multiple identical parallel symmetric linear subnetworks (a7
, a6,..., a1, a'1, a'2,..., a'
7), the center of symmetry of the subnetwork (b7, b6, ..., b1, b'1, b'2
, . beam projectiles (e7, e6, ..., e1, e'1
, e'2, ..., e'7), the beam firing fields of adjacent beam projectiles are separated by 180 degrees, and the pitch of the subnetwork is such that the beam projectiles print An antenna characterized in that the wavelength is equal to the guided wavelength in the printed circuit board (2) and corresponds to the operating frequency of the antenna. （２）ビーム発射体が、サブネットワークの対称中心の
該線（ｃ）の１つの方向と他方の方向とに方向が交番し
ているｐａｔｃｈ（ｅ７〜ｅ′７）であることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項に記載のアンテナ。(2) The beam projectile is a patch (e7 to e'7) whose direction alternates between one direction and the other direction of the line (c) of the symmetry center of the subnetwork. An antenna according to claim (1). （３）各サブネットワークのビーム発射体の給電を加重
平均して二次ローブを低減することを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項または第（２）項に記載のアンテナ
。(3) The antenna according to claim (1) or (2), wherein the secondary lobe is reduced by weighted averaging of the feeding of the beam projectors of each subnetwork. （４）サブネットワークの数が１つのサブネットワーク
内のビーム発射体の数に等しく、１つの主印刷給電線が
サブネットワークの対称中心に直列給電することを特徴
とする特許請求の範囲第（１）〜（３）項のいずれかに
記載のアンテナ。(4) The number of sub-networks is equal to the number of beam projectiles in one sub-network, and one main printed feed line feeds the center of symmetry of the sub-networks in series. ) to (3). （５）サブネットワークの数と１つのサブネットワーク
内のビーム発射体の数とが等しくなく、１つの主印刷給
電線がサブネットワークの対称中心に直列給電すること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）〜（３）項のいず
れかに記載のアンテナ。(5) The number of subnetworks and the number of beam projectiles in one subnetwork are not equal, and one main printed feed line feeds the center of symmetry of the subnetwork in series. The antenna according to any one of (1) to (3). （６）ビーム発射体が、サブネットワークの対称中心に
おいて給電される副給電線（ｈ）の左右に交互に配置さ
れているｐａｔｃｈ（ｅ７〜ｅ′７）であることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）〜（５）項のいずれかに
記載のアンテナ。(6) A patent claim characterized in that the beam projectiles are patches (e7 to e'7) arranged alternately on the left and right sides of the sub-feed line (h) fed at the center of symmetry of the sub-network. The antenna according to any one of range items (1) to (5). （７）各ビーム発射体が正方形導電面であり、その１辺
が（導波長１／２−基板の厚み）に等しく、その１隅（
ｉ）が副給電線（ｈ）に電気的に接続されており、この
電気接触点を通る該正方形の対角線（ｇ）がサブネット
ワークの縦方向に対して垂直であることを特徴とする特
許請求の範囲第（６）項に記載のアンテナ。(7) Each beam projectile is a square conductive surface with one side equal to (guiding wavelength 1/2 - substrate thickness) and one corner (
i) is electrically connected to a sub-feeder (h), the diagonal (g) of said square passing through this electrical contact point being perpendicular to the longitudinal direction of the sub-network; The antenna according to the scope of item (6). （８）ネットワークの対称中心の給電も加重平均するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）〜（７）項のい
ずれかに記載のアンテナ。(8) The antenna according to any one of claims (1) to (7), characterized in that power feeding at the center of symmetry of the network is also weighted averaged. （９）加重平均を四分の一波長変成器（ｔ７、ｔ６、・
・・、ｔ１、ｔ′１、ｔ′２、・・・、ｔ′７）で行う
ことを特徴とする特許請求の範囲（４）〜（８）項のい
ずれかに記載のアンテナ。(9) Convert the weighted average to quarter wavelength transformers (t7, t6,
..., t1, t'1, t'2,..., t'7). The antenna according to any one of claims (4) to (8). （１０）平面レドームが正面に平行に設けられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）〜（９）項のい
ずれかに記載のアンテナ。(10) The antenna according to any one of claims (1) to (9), characterized in that a flat radome is provided parallel to the front surface. （１１）特許請求の範囲第（１）〜（１０）項のいずれ
かに記載したとおりのレーダと、マイクロ波発振器と単
一ダイオード混合器とで構成されているドップラ送発信
器（７）とで構成されていることを特徴とするドップラ
レーダ。(11) A Doppler transmitter (7) comprising a radar as described in any one of claims (1) to (10), a microwave oscillator, and a single diode mixer; A Doppler radar characterized by comprising: （１２）特許請求の範囲第（１）〜（１０）項のいずれ
かに記載したとおりのレーダと、マイクロ波発振器と、
アンテナの２つのビームから発する信号を分離する２つ
のダイオードを備えている混合器とで構成されているド
ップラ送発信器（７）とで構成されていることを特徴と
するドップラレーダ。(12) A radar as described in any one of claims (1) to (10), and a microwave oscillator;
A Doppler radar comprising: a mixer comprising two diodes for separating signals emitted from two beams of an antenna; and a Doppler transmitter (7).
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